金美利，沈京虎

（延边大学 理学院数学系，吉林 延吉 133002）

浅析SCILAB与VB在高中算法教学中的应用比较

金美利，沈京虎

（延边大学 理学院数学系，吉林 延吉 133002）

随着计算机技术的飞速发展，数学软件与数学教学的“整合”成为了现代教育的趋势。“整合”是将计算机应用与数学教育有机地结合在一起，通过计算机软件进行计算、探索、求解，增强学生对数学的兴趣，促进数学教学的教学质量。本文由普通高中课程标准实验教科书数学3必修人教A版和人教B版中的SCILAB与VB在算法教学中的应用，比较了两个软件各自在算法应用的优点。

算法；SCILAB；VB

随着数学教学改革的不断深入，传统教学方式的弊端越来越明显。在传统教学中，由于数学的高度抽象性和严密逻辑性，在一定程度上阻碍了学生对数学知识点的掌握。如今计算机技术的发展给教育学带来了全新的理念和变革，也给学生带来了新的机遇。数学教学中引入计算机技术，这是信息时代数学教学改革的需要，是信息时代人才培养的需求，是提高教学效率的必要手段。所以计算机技术介入数学教学已经成为现代教育技术的一种必要的手段。自2003年开始，我国实行较大范围的教育改革，新课程高中数学算法教材有6个版本。因为条件限制以及为了使研究更细致和深入，本文只选择了普通高中课程标准实验教科书数学3必修人教A版和人教B版（以下都简称为A版和B版）中的算法教材作为参考资料。其中VB与SCILAB伴随着人教A、B版算法初步中首次加入到了我国的高中数学课程。本文主要研究算法教学中SCILAB与VB软件的对比来讨论两个软件各自的优点与不足。用数学软件授课使平淡的数学课堂增添了现代数学的元素，给沉闷的数学教学带来了不一样的生机的同时，也给学生带来了新的知识、新的挑战。将计算机应用与数学教学有机地结合在一起。通过计算机软件进行计算、探索、求解，增强学生对数学的兴趣，促进数学教学的教学质量。

一、算法以及软件的简介

1.算法。算法是高中数学课程第一次引入的内容，所以大家需要一个熟悉的过程。但实际上算法的思想大家并不陌生，只是过去没有确切的命名为“算法”而已。因为算法没有一个统一的定义，因此在算法的教学中，有些问题对于高中数学目前的水平来说估计会有一定的难度，但是我们应当克服对新知识的惧怕心理，从以前所学过的典型例题中引导学生，分析其中所蕴含的算法思想。在高中数学中，算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤。算法在一个潜移默化的过程中理解算法的知识。算法思想其实贯穿于整个高中数学知识当中，有着丰富的层次递进的素材。而在算法的具体实践上还可以与信息技术相联系，即通过SCILAB与VB来实现“整合”。算法的操作性很强，因此在算法的教学中，应当鼓励学生尽可能上机实践。只有通过学生自己的亲身实践，使学生亲自去解决算法在实际中的问题，才能使学生体会到算法的基本思想，学会一些基本逻辑结构和基本的算法语句。上机实践能提高学生对算法的学习兴趣，不但可以检验算法的准确性以及算法的好坏，而且还可以通过改进算法来引起学生对数学知识的深入思考。

2.SCILAB与VB的简介。SCILAB是由法国国立信息与自动化研究院（INRIA）的科学家为主题共同开发的“开放源码”科学自由软件。SCILAB一词来源于英文“Scientific Laboratory”（科学实验室）词头的合并。与传统的开放源代码数学软件相比，SCILAB的特点在于它具有友好的用户界面和较完善的图形功能。SCILAB是一个科学计算软件，它主要由两个功能：数值计算和计算结果可视化。这种语言简单直观且容易学习，比C语言以及其他语言中要求对变量类型加以定义、主函数的调用以及运行环境等都方便许多。首先，SCILAB是完全免费的，作为“开放源码”的软件，SCILAB的源代码、用户手册以及二进制可执行文件都是免费的，都公布在网站上，可以直接下载。我们不仅可以在SCILAB的许可证条件下自由使用该软件，还可以根据自己的需要修改源代码，使之更加符合自身需求。其次，SCILAB短小精悍，运行效率高，执行速度快，功能强，数据可视化，数学演算和数值计算非常轻松。再次，SCILAB学习简单，上手容易，更方便在学生中推广，从而增强了学生学习数学的信心。Visual Basic是Microsoft公司推出的可视化编程工具，是目前世界上使用最广泛的程序开发工具。VB是以结构化的BASIC语言为基础、以事件驱动作为运行机制的可视化程序设计语言，实际上就是一套描述算法的约定和规则。VB提供的是可视化的开发环境，用户可以构建出程序的界面，而且VB提供了较丰富的控件。同样VB对数值计算、数据库、图形、图像、通讯等具备了强大的开发功能，能满足各种应用型软件开发的需要。可视化，源于英语单词visualization，该词似乎是从visual演变而来的。所以“可视化”可以理解成“可见的或可看到的”。因此将抽象的理论、过程以图形图像的形式来表示，就可以称为可视化，通过可视化可以直观地了解对象的内容特征。再次，算法可视化，可以理解为通过直观的视觉手段，呈现出算法的运行过程，由此来帮组学生对算法等一系列思想概念的理解与掌握。

二、SCILAB与VB在算法中的应用

1.SCILAB在算法中的应用。SCILAB伴随着算法首次加入我国的高中数学课程中，是将算法初步与信息化技术进行“整合”，这种教学不仅是信息技术作为辅助教学的一种手段，还是将信息化技术与算法进行真正的融合，使之相辅相成，让学生更灵活地掌握数学这一门学科，从而摆脱枯燥无味的数学，增强学生学习算法的信心。首先我们看一下算法。在数学中通常是指按照一定规则解决某一类问题明确有限的步骤，SCILAB程序可以作为算法的一种描述，是算法思想的具体体现。SCILAB进行辅助教学，重点在于体会算法的基本思想，且在此基础上编写由算法语句组成的程序，从而更细致地刻画算法。教学时，可以尽可能地鼓励学生把自己的算法在计算机上实现，注意实际操作，对概念少做纠缠，过多纠缠概念不利于对算法思想的理解。我们应在

有能力的范围内尽可能使学生多上机实践。学生的亲身体验会使其对算法的理解更加深刻，为探索得到的算法得到验证。只是单纯的通过学习书本上的知识很难使学生对算法知识理解透彻，所以教学中最忌讳的就是纸上谈兵、光说不练，这样很难达到活学活用的数学教学目的。

2.VB在算法中的应用。教科书中采用类似BASIC的语句形式和语法规则来介绍算法语句。BASIC语言具有与实际语言类似、简单、易学的特点，有利于学生将算法转化为计算机程序，还可以上机实践算法，进而用计算机解决大量的数学问题。人教A版中介绍了几个简单的计算机函数，要求学生掌握简单的BASIC伪代码语言表示法，学会编制简单的BASIC伪代码程序，很多例子都有BASIC伪代码语言程序。该教材主要是通过使用了BASIC语言关键词的伪代码学习基本的算法语句，因为伪代码不能直接在计算机上运行，于是本文将程序转化为“可视”编程软件VB，因为是可视化的，所以学生可以了解到计算机程序是怎么来的，还可以检验我们所设计的算法语句是否正确。VB利用可视化方法，将算法从枯燥、难懂的知识，采用直观、间接的图像或动态的运动过程呈现给学生，有助于学生对知识点的理解，增长记忆，提高教学效果。熟悉编程的人都知道VB是一种面向对象的程序语言，它提供了丰富的空间给用户使用，用户只需将需要的空间拖拉添加到窗体中进行相关属性设置就可以实现自己的需求。VB编程软件被称为面向对象的程序设计方式，但面向对象和可视化并不是相等的。面向对象指的是用户在进行设计时，可以利用添加多个空间，得到所想的效果。而可视化，则是将计算机是如何运行算法的一系列复杂的抽象过程，以直观、动态的方式呈现出来。

三、SCILAB与VB的对比

SCILAB程序可以作为算法的一种描述，同样VB程序也可以作为算法的一种描述，是算法思想的具体体现。这两个版本教材选用的数学软件知识内容都是比较合理、典型的，符合现代数学算法知识的科学性以及实用性，能使学生有效地巩固数学算法知识，有利于培养学生的数学算法素养。SCILAB与VB软件应用在算法中各有千秋、各有特色。在这里试对两个软件的特点进行比较。SCILAB是一种简单、直观，更加容易理解的语言，并且它是一款免费的、有趣的编程软件。它将趣味性融入到了相对枯燥的计算机编程和数学之中。然而它不太适用于专业级编程。VB可用的插件丰富，支持面向对象，且现在已经做到大范围的普及，且同样有“可视化”的特点，然而其程序较大、可移植性差，仅仅局限于微软的平台当中。现在使用的算法教学语言如VB、C语言、JAVA是面向开发人员的商业软件，对高中生来说要求比较高，它们比较烦琐，不易掌握。而SCILAB语言具有简单、友好的界面以及免费的“开放源代码”软件，学习坡度平缓。

例：求解一元二次方程ax2+bx+c=0（a≠0）的根。分别用VB与SCILAB运行。

VB程序如下：

从上面例子我们可以看出，SCILAB软件的运行程序易看懂、直观。相比较VB程序过程比较烦琐，不易掌握。对于高中生来说SCILAB软件足以满足他们的要求。

目前来看，两个软件都具有相应的优缺点。在高中算法中我们应当适当的结合两个软件，采用对方的闪光点，从而达到算法教学中的最佳教学效果。使用SCILAB与VB软件能够提高中学数学的教学质量。他们不像其他辅助教学软件知识将其作为课堂演示的工具，而是让学生参与其中，让学生关注过程本身，能够在学习过程中体会实践的乐趣，使学生将计算机作为学习的工具，而不是将计算机作为娱乐的工具。将数学软件融入到数学教学中，有助于培养学生多角度、多层次思考问题的习惯，提升学生实践性的动手能力，让学生的视野不局限于理论，有助于培养学生的探索与创新，并为学生以后在大学所接触到更高层次知识做了铺垫。

[1]人民教育出版社，等.普通高中课程标准实验教科书数学3必修A版[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]人民教育出版社，等.普通高中课程标准实验教科书数学3必修B版[M].北京：人民教育出版社，2004.

[3]谢晓尧，游善平.SCILAB及其在基础教育科学计算中的应用[M].北京：科学出版社，2011.

[4]张洪明.Visual Basic 6.0程序设计基础教程[M].北京：科学出版

社，2003.

[5]李莹.人教A、B版数学3“算法初步”比较及教学建议[J].中国校外教育，2013，（05）.

G642.0

A

1674-9324（2014）13-0253-03

金美利，女，数学教育专业研究生。

沈京虎（1962-），男，硕士，副教授，研究方向为应用数理统计、统计教育研究。